CN100409569C - 调谐装置 - Google Patents

Abstract

一种补偿滤波器(130)与温度相关的频率变化的调谐装置(100)。根据典型实施例，调谐装置(100)包括RF信号源、调谐器(110)和滤波器(130)。该调谐器(110)包括本地振荡器(120)，且连接在RF信号源和滤波器(130)之间，用于为滤波器(130)提供IF信号。该调谐器还包括频率调节装置(126)，该装置用于响应滤波器(130)的温度特性来调节本地振荡器(120)的频率。

Description

调谐装置

本发明通常涉及调谐器控制，并且其中包括用于控制调谐装置以补偿滤波器与温度相关的频率变化的方法。

从多个频率通道中调谐一个频率通道的过程可以包括混合一个包含多个具有感兴趣的频率通道的中心频率的频率通道的射频(RF)信号，然后使用滤波操作以通过所述感兴趣的频率通道并拒绝所有其他频率通道。该过程通常被例如电视信号接收机、电缆调制解调器和/或其他设备之类的设备使用。

在上述调谐过程中被用来通过感兴趣的频率通道的滤波操作经常利用一个或多个表面声波(SAW)滤波器。特别是，由于其相对较低的温度系数，钽酸锂(LiTa)SAW滤波器被经常用来执行在例如电视信号接收机之类的设备上的滤波操作。但是，LiTa SAW滤波器有一些缺点。例如，LiTa SAW滤波器的应用电路设计往往比较困难。此外，LiTa SAW滤波器典型地需要对于其他类型的滤波器并不一定需要的阻抗匹配部件。因此，避免使用LiTa SAW滤波器具有一定的优点。

对LiTa SAW滤波器的一个替代是铌酸锂(LiNb)SAW滤波器。但是，尽管LiNb SAW滤波器可以避免与LiTa SAW滤波器相关的一些问题，但是它也可能有问题。特别是，LiNb SAW滤波器在运行时往往要依赖于温度。LiNb SAW滤波器的温度依赖特性在某些应用中尤其成问题。例如，当LiNb SAW滤波器被用于例如电视信号接收机的设备时，它的温度依赖特性能够使得它的中心输出频率随着环境温度而改变。该频率变化又会在接收机的像噪比方面产生问题。

因此，需要一种避免上述问题的调谐装置和方法，从而能够在例如电视信号接收机的设备中使用LiNb SAW滤波器，并避免与它的温度依赖特性相关的问题。本申请解决了这些问题以及其它问题。

依照本发明的一个方面，公开了一种调谐装置。根据典型实施例，调谐装置包括RF信号源、滤波装置和调谐器。该调谐器包括本地振荡器且连接在RF信号源和滤波装置之间，用于为滤波装置提供IF信号。该调谐器还包括调节装置，该装置用以响应滤波装置的温度特性来调节本地振荡器的频率。

依照本发明的另一方面，公开了一种控制调谐装置的方法。根据典型实施例，该方法包括以下步骤：接收RF信号，从该RF信号产生IF信号并为调谐装置中的滤波器提供IF信号；以及根据该滤波器的温度特性控制IF信号的频率。

通过参考以下与附图相结合的本发明实施例的描述，以上提到的和本发明的其他特征和优点，以及实现它们的方式都将变得更加明显，同时也能更好地理解本发明，其中：

图1显示了适合于实现本发明的典型调谐装置；以及

图2是用于说明根据本发明的典型步骤的流程图。

这里所述的范例用于说明本发明的优选实施例，并且该范例不能以任何方式解释为对本发明范围的限制。

现在参考附图，更具体是图1，显示了适合于实现本发明的典型调谐装置100。图1所示的调谐装置100可以表示例如电视信号接收机的一部分。然而，本发明的原理可以用于任何利用调谐器选择所希望频道的装置，例如频分多路复用(FDM)***，这对于本领域技术人员来说是直观的。

在图1中，调谐装置100包括例如调谐器100的调谐器和例如中频(IF)表面声波过滤器130的滤波装置。包含了例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)150的存储装置和例如处理器170的处理装置的控制装置，也包括在图1中。

调谐器110包括可变增益放大器112、乘法器114、放大器116和本地振荡器(LO)120。LO 120包括晶体振荡器(CO)121、固定N分频分频器122、乘法器123、环路滤波器f(s)124、压控振荡器(VCO)125和诸如可编程M分频分频器126的频率调节装置。前述的元件可以使用比如一个或多个集成电路(IC)来具体实现。

调谐器110被运行以接收RF输入信号(即RF输入)，并在其上执行调谐操作，从而产生并输出一个被调谐的中频(IF)信号(即IF输出)。正如在这里随后将被解释的那样，由调谐器110提供的已调谐的IF信号，可以作为被调整以补偿IF SAW滤波器130的输出中与温度相关的频率变化(即漂移)的频率。为了示例，图1所示的调谐器110作为单个变频调谐器。但是，本发明的原理可以被应用于任何调谐器体系结构，这对于本领域技术人员来说是直观的。

在图1中，可变增益放大器112接收并放大RF输入信号从而产生并输出被放大的RF信号。该RF输入信号可以经由任何有线或无线信号源例如但不局限于卫星、电缆或地面广播提供给调谐器110。乘法器114从放大器112接收被放大的RF信号，并将其乘以来自LO 120的输出频率信号，从而产生并输出IF输出信号。LO 120的输出频率是f₀＝f_r×M/N，其中f_r是由CO 121产生的参考频率。由于M和N必须是大于0的整数值，LO 120的频率增量(即f₀的最小变化值)是放大器116从乘法器114接收IF输出信号，并对其进行放大从而输出已调谐的IF信号给IF SAW滤波器130。

IF SAW滤波器130包括一个或多个滤波器，并被运行以过滤来自调谐器110的已调谐的IF信号输出。根据典型实施例，块130中的一个或多个滤波器是在运行中依赖于温度的LiNb SAW滤波器。特别是，LiNb SAW滤波器的温度依赖特性能够引起IF SAW滤波器130的中心输出频率随着环境温度变化。如果调谐器110中的已调谐的IF信号输出是具有视频调制的残余边带信号，并且IF SAW滤波器130具有用来与信号频谱的双边带区域一致的奈奎斯特斜率，IF SAW滤波器130的该频率变化将在随后的解调器输出中产生频率响应和像噪比问题。

IF SAW滤波器130还可以包括测量当前环境温度的温度传感器，并输出一个代表该温度的控制信号给处理器170。正如在这里随后将被解释的那样，该控制信号使得调谐器110根据与IF SAW滤波器130相关的当前最接近的温度条件以一种自适应的方式产生已调谐的IF信号。

EEPROM 150是一个用来存储数字数据的非易失性存储器，该数字数据包括与IF SAW滤波器130的温度特性相关的一个或多个偏移值。根据一个典型实施例，EEPROM 150存储至少一个相应于与IF SAW块130相关的环境温度范围的偏移值。根据该典型实施例，用来控制调谐器110的偏移值可以是根据调谐装置100的设计考虑而建立的一个固定的预先确定的值，并且在制造时就被固定在调谐装置100中了。

根据另一典型实施例，EEPROM 150存储多个偏移值，并且每一个这样的值都相应于与IF SAW滤波器130相关的不同的环境温度范围。根据该典型实施例，IF SAW滤波器130可以包括实时测量与IF SAW滤波器130相关的当前环境温度的温度传感器，并因此输出一个相应的代表该温度的温度控制信号给控制调谐器110的处理器170。

处理器170被运行以执行各种处理操作。根据一个典型实施例，处理器170从EEPROM 150中读取一个偏移值，并基于该偏移值产生一个控制信号以控制调谐器110的LO 120。如前所述，处理器170可以根据一个来自IF SAW滤波器130的、用于指示与IF SAW滤波器130相关的当前环境温度的控制信号来从EEPROM 150中读取一个偏移值。

为了便于更好地理解本发明的创造性思想，现在提供一个更具体的例子。参看图2，一个说明依照本发明的典型步骤的流程图200被示出。为了示例和解释，图2中的步骤将会参考图1中的调谐装置100进行描述。图2所示的步骤仅仅是示范性的，而不意图以任何方式限制对本发明。

在步骤201，频道调谐操作被执行。根据一个典型实施例，频道调谐操作可以以常规的方式执行以响应由用户初始化的频道改变操作，或者响应包括调谐装置100(例如，电视信号接收机)的设备的开启。为了实现步骤201的频道调谐操作，处理器1 70发送M值给LO 120中的可编程M分频分频器126。该M值使得LO 120产生一个输出频率f₀，其可以使来自IF SAW滤波器130的IF频率输出接近它的额定频率。根据一个典型实施例，该额定频率是45.75MHz，并代表一个图像载波。处理器170也保存发送给可编程M分频分频器126的M值。

在步骤202中，处理器170从EEPROM 150中读取一个偏移值。根据一个典型实施例，该偏移值是根据调谐装置100的设计考虑而建立的预先确定的固定值，并在制造时就固定在调谐装置100中了。例如，根据一个典型设计，IFSAW滤波器130是设计成在40℃的环境温度下运行的LiNb SAW滤波器。根据该典型设计，如果与IF SAW滤波器130相关的环境温度也为40℃时，偏移值可以为0。

根据另一典型实施例，偏移值是可变化的，并且它由处理器170根据一个与IF SAW滤波器130相关的当前环境温度自适应地从EEPROM 150中读取。在这里如前面所示的，在该实施例中，IF SAW滤波器130可以包括一个测量当前环境温度并输出一个代表该温度的控制信号给处理器170的相关的温度传感器。然后处理器170从EEPROM 150中读取一个与当前环境温度相应的偏移值。这样，处理器170读取的该偏移值是基于与IF SAW滤波器130相关的当前最接近的温度条件的。

例如当与IF SAW滤波器130相关的环境温度发生重大改变时，可变偏移值的使用就很适合。例如，在某些应用中，与IF SAW滤波器130相关的环境温度根据一些如最终的机械包装和/或是否使用冷却风扇的因素而在25℃至75℃之间变化。由于LiNb SAW滤波器具有-72ppm/℃的温度系数，因此在温度上有50℃的不确定性相当于在来自IF SAW滤波器130的理想的IF频率输出上具有164.7kHz(即72×45.75×50)的不确定性，该中频频率输出可以代表一个具有45.75MHz额定频率的图像载波。在这种情况下，如果CO 121具有一个4MHz的参考频率f_r，并且N等于64，那么LO 120的输出频率的最小变化为

相应地，该频率不确定性与LO 120的最小频率增量的比率为164.7/62.5＝2.6。这个结果表明一个2位的数字是必要的，且足以以最小频率增量覆盖164.7kHz的范围。根据一个典型设计，IF SAW滤波器130是设计成在40℃环境温度下运行的LiNb SAW滤波器。因此，存储于EEPROM150中的偏移值可以如下所示：

-1如果环境温度＝21℃+/-9.5℃，

0如果环境温度＝40℃+/-9.5℃，

+1如果环境温度＝59℃+/-9.5℃，以及

+2如果环境温度＝78℃+/-9.5℃。

接着，在步骤203，确定在步骤202从EEPROM 150中读出的偏移值是否有效。根据一个典型实施例，处理器170被编程以确定当偏移值在4到+4之间时为有效，-4和+4也包括在内。相应地，在该范围之外的偏移值被认为是无效的。当然，不同的范围值可以在步骤203中应用。

如果在步骤203中处理器170确定偏移值是无效的，那么处理流程前进到步骤206，在那里算法退出。可替换地，如果处理器170在步骤203中确定偏移值有效，那么处理流程前进到步骤204，在那里处理器170将该偏移值加到在步骤201中最后一个被送到可编程M分频分频器126的M值中。这样，处理器170为可编程M分频分频器126产生一个新的M值。

在步骤205中，处理器170将在步骤204中产生的新的M值发送到LO 120中的可编程M分频分频器126。这个新的M值使得LO 120调整它的输出频率f₀并又使得该施加到IF SAW滤波器130的IF频率尽可能地接近合适的频率，从而使信号频谱与期望的滤波器特性一致。在步骤205之后，处理流程前进到步骤206，在那里算法退出。

正如在这里所述的，本发明提供一种能够在如电视信号接收机的设备中使用LiNb SAW滤波器的调谐装置和方法，同时，避免了它的与温度依赖特性相关的问题。本发明尤其可应用于各种各样的具备或不具备显示设备的装置。相应地，在这里所用的短语“电视信号接收机”可能涉及能够接收电视信号的***或装置，包括但不局限于电视机、机顶盒、录像机(VCR)、数字化通用光盘(DVD)播放器、视频游戏盒、个人视频记录器(PVR)，而不管该装置是否包括显示设备。

虽然本发明被描述为有一个优选的设计，但是本发明还可以在所披露的精神和范围内做进一步的修改。因此本申请可以用来覆盖任何利用本发明一般原理的变更、应用或改进。进一步地，本申请可以用来覆盖所有的上述已披露的或者利用现有技术实现的与本发明有关或落入到附加权利要求范围内的装置。

Claims (14)

1. 调谐装置(100)，包括：

用于接收RF信号源的输入端；

滤波装置(130)；

调谐器(110)，包括本地振荡器(120)，所述调谐器(110)连接在所述RF信号源和所述滤波装置(130)之间，用于为所述滤波装置(130)提供IF信号，并且其中

所述调谐器(110)进一步包括调节装置(126)；以及，

控制装置(150，170)，用于产生与代表所述滤波装置(130)的温度特性的对应的第一控制信号，所述控制装置包括用于确定所述第一控制信号有效性的装置，这样，一旦确定所述第一控制信号有效，就将所述第一控制信号提供给所述调节装置(126)，用于调节本地振荡器(125)的输出频率。

2. 权利要求1所述的调谐装置(100)，其中所述滤波装置(130)包括铌酸锂(LiNb)表面声波(SAW)滤波器。

3. 权利要求1所述的调谐装置(100)，其中所述的控制装置(150，170)包括用于存储相应于所述滤波装置(130)的所述温度特性的偏移值的存储装置(150)。

4. 权利要求3所述的调谐装置(100)，其中所述控制装置(150，170)根据所述偏移值产生所述第一控制信号。

5. 权利要求1所述的调谐装置(100)，其中所述控制装置(150，170)响应由所述滤波装置(130)提供的第二控制信号而产生所述第一控制信号。

6. 电视信号接收机，包括：

RF信号源；

滤波器(130)；

调谐器(110)，包括本地振荡器(120)，所述调谐器(110)连接在所述RF信号源和所述滤波器(130)之间，并被运行来为所述滤波器(130)提供IF信号，其中

所述调谐器(110)进一步包括频率调节装置(126)，该装置被运行以响应所述滤波器(130)的温度特性来调节所述本地振荡器(120)的输出频率；

处理器(170)，用于产生控制所述频率调节装置(126)的第一控制信号，并确定所述第一控制信号的有效性，这样，当确定所述第一控制信号有效时，所述处理器(170)将所述第一控制信号提供到所述频率调节装置(126)上。

7. 权利要求6所述的电视信号接收机，其中所述滤波器(130)包括铌酸锂(LiNb)表面声波(SAW)滤波器。

8. 权利要求6所述的电视信号接收机，进一步包括被运行以存储相应于所述滤波器(130)的所述温度特性的偏移值的存储器(150)。

9. 权利要求8所述的电视信号接收机，其中所述处理器(170)根据所述偏移值产生所述第一控制信号。

10. 权利要求6所述的电视信号接收机，其中所述处理器(170)响应由所述滤波器(130)提供的第二控制信号而产生所述第一控制信号。

11. 一种用于控制调谐装置(100)的方法，包括：

接收RF信号；

从所述RF信号中产生IF信号，并将所述IF信号提供给所述调谐装置(100)的滤波器(130)；以及

产生第一控制信号；

确定所述第一控制信号的有效性；并且

当确定所述第一控制信号为有效时，基于所述滤波器(130)的温度特性控制所述IF信号的频率。

12. 权利要求11所述的方法，其中所述滤波器(130)包括铌酸锂(LiNb)表面声波(SAW)滤波器。

13. 权利要求11所述的方法，进一步包括：

读取相应于所述滤波器(130)的所述温度特性的一个偏移值；以及

使用所述偏移值来控制所述IF信号的所述频率。

14. 权利要求11所述的方法，其中所述IF信号的所述频率响应于由所述滤波器(130)提供的一个控制信号而被控制。

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